全國頂尖國中、高中指定閱讀
奧林匹亞科學競賽得獎學生的啟蒙讀物

「不論是棒球賽、打電動或是團體遊戲，
若你不了解規則，任何遊戲都無趣。
你會錯過別人享受到的樂趣，
就像一般人聽不到音樂家所聽出的樂音，
或品嚐不到廚師咀嚼到的滋味。
同樣的，一個熟知大自然規則的人，
會比其他人更能欣賞大自然的美妙。
衛星依循的規則其實和投棒球的原理一樣，
若你學會了這一點，你對電視上太空人的觀點將會改變。
在了解光的原理後，你看藍天、白雲和彩虹的方式也會不同。
生命的豐富，不只在於用寬廣的視野來看世界，
更要知道我們在追尋什麼。」本書作者休伊特說道。

物理學不只是物質科學的一部分，
它可以說是所有科學的最根本基礎。
《觀念物理》的第1冊就要從「力學」開始講起，
看看牛頓如何改變我們看待這個世界的方式；
而物理學裡最偉大的通則之一：能量守恆定律，
又是如何主宰了全人類。

常雲惠
    
中國文化大學中文系畢業，國立清華大學歷史研究所科技史組肄業，紐西蘭懷卡托大學運動休閒研究所學士後文憑。曾任台灣中學國文教師與紐西蘭華語文教師。研究領域為劍道與青少年發展、休閒事業之經營與管理。
    
英文筆譯與科學史為主要的業餘興趣。早期譯作散見於1994-1996年的《世界地理雜誌》，譯有《看見心靈的角落》（書泉出版社）、《雷達英雄傳》、《霍金：前妻回憶錄》（以上二書與常雲鳳合譯，天下文化出版）。
    
現任教於紐西蘭劍橋鎮St Peter’s School，並擔任紐西蘭懷卡托劍道協會會長，除致力於華語文與劍道教學外，並參與《物理雙月刊》部分文章的翻譯／編譯工作。

導讀　別讓數學計算成為物理觀念的絆腳石　　蔡坤憲
給學生的話　　休伊特
 
第1章　關於科學
1.1　基礎科學——物理學
1.2　數學－—科學的語言
1.3　科學方法
1.4　科學態度
1.5　科學的假設必須是可檢驗的
1.6　科學、技術與社會
1.7　科學、人文與宗教
1.8　結語
 
第一部　力學
第2章　直線運動
2.1　運動是相對的
2.2　速率
2.3　速度
2.4　加速度
2.5　自由落體：掉落的快慢
2.6　自由落體：掉落的距離
2.7　運動圖示法
2.8　空氣阻力與掉落的物體
2.9　多快、多遠、變化多快
 
第3章　拋體運動
3.1　向量與純量
3.2　速度向量
3.3　向量的分量
3.4　拋體運動
3.5　上拋運動
3.6　快速運動的拋體——衛星
 
第4章　牛頓第一運動定律——慣性
4.1　亞里斯多德的運動學說
4.2　哥白尼與運動中的地球
4.3　伽利略與運動
4.4　牛頓的慣性定律
4.5　質量——慣性的量度
4.6　淨力
4.7　平衡——淨力等於零時
4.8　力的向量加法
4.9　再談運動中的地球
 
第5章　牛頓第二運動定律——力與加速度
5.1　力造成加速度
5.2　質量抗拒加速度
5.3　牛頓第二運動定律
5.4　摩擦力
5.5　壓力
5.6　解析自由落體
5.7　落體與空氣阻力
 
第6章　牛頓第三運動定律——作用力與反作用力
6.1　力與交互作用
6.2　牛頓第三運動定律
...

物理觀念為主，數學計算為輔

休伊特曾以望遠鏡與天文學為例，說明數學在物理教學中應該扮演的角色。他認為數學之於物理學，就像望遠鏡之於天文學，是非常重要而不可缺少的工具。假設有個學生對天文學感興趣，選修了天文學導論，結果一整個學期下來，天文學老師就只專注在解說望遠鏡的構造細節或操作方法，完全沒有讓學生有機會透過望遠鏡去看看天空，試想，這個學生還會維持對天文學的興趣有多久？

然而，很多老師教授基礎物理學的方式，就類似上述那位教天文學的老師。我們把好多物理課的時間，都花在代數、三角函數、座標圖與有效數字等「工具」上，而不是花在物理觀念上。

利用數學求解物理問題本身並沒有什麼過錯，解題的確也可以加深對物理觀念的理解，只要這些問題是「觀念導向」，而不是「數學導向」。然而，在基礎物理課程中，過分強調「量」的理解，卻容易產生兩個缺點。

首先，是所謂的「死讀書」。許多同學對自由落體的計算題，可能都很拿手，但卻也認為往上拋的小石頭之所以會減速，是因為手作用給它的力漸漸減小的緣故。同樣地，很多同學可以正確地背出「1牛頓等於9.8分之一公斤重」，但卻對「1牛頓」的大小沒有感覺。

其次，在數學計算上花太多的時間，會浪費很多學習有趣物理基本觀念的時間。譬如說，大家都知道愛因斯坦的「狹義相對論」很重要，但對一般的高中生來說，相對論卻是一門非常「神秘」的學問。休伊特寧可省去在運動學上鑽牛角尖的時間，而把時間花在對高中生講解相對論的基本觀念上。

然而，別誤會了，作者完全沒有輕忽數學計算在物理教學上的重要性，相反地，作者不厭其煩地在本書中使用文字、漫畫、圖表或照片，來解釋隱藏在方程式背後的意義，同時，也藉此教我們如何利用數學方程式，來幫助我們思考問題。

一本很好的「另類」參考書

原書在設計上，雖是一本寫給美國高中生的物理教科書，但在我看來，它也非常適合台灣學生，拿來做為自行閱讀的參考書。

目前台灣坊間常見的參考書，大都還是偏重在公式解題的層次上，至於所謂的「觀念」，常常就是在解題計算的過程旁邊，畫個方格或漫畫，加上一兩句簡短的「文言文」，提醒學生或供記誦之用。至於物理或理化教科書，則因限於篇幅，對許多的觀念只能精簡地提供一個「骨幹式」的說明，期待老師利用上課的時間，自行補充或與同學討論。

相對來說，休伊特除了盡量避免用數學公式來講解外，在觀念的說明上，也常取材自日常生活中常見的現象，或是基本的科學史料，並以淺顯的白話口語來做說明。

我想先從學生的觀點來看這本「另類」參考書。如果你也和我以前一樣，總是覺得老師在講解觀念時，時間花得太少、講得太快，那麼作者這種「娓娓道來」的寫作風格，正好讓本書擔綱你的另一位老師，細心耐煩地向你解說物理觀念的內涵，讀起來就像你親自坐在他的課堂上課一樣。

不論你現在是國中生或高中生，在閱讀本書時，請先暫時把對物理公式那份「憂慮感」放下，跟著書中的文字，仔細去思索本書所討論的各個物理觀念或現象，確定自己已經理解這些觀念之後（做習題，是確定自己是否理解的好辦法！），再去擔心考試可能會碰到的計算題。相信你會感覺到，原來計算題並沒有想像中困難！

當然，若你在...

讀者好評

這是我讀過最棒的物理參考書，
也是唯一能讓我搞懂
物理老師上課到底在講些什麼的寶典。

每一個學生都應該從《觀念物理》入門，
每一位受過教育的人，都應該瞭解其中的觀念。

對老師來說，這套書裡面有太多好東西，
可以拿來豐富教學內容，教給學生正確的觀念。